2013 Fiscal Year Research-status Report
革新的室温ガス吸着物質を指向したナノ空間中のパーフルオロアルカン疑似液相の実現
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25620187
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松田 亮太郎 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 准教授 (00402959)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 多孔性配位高分子 / 吸着 / ミクロ孔 / 細孔 / 金属錯体 / MOF |
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| Research Abstract |
従来の多孔 性固体への吸着の概念である「細孔表面が作る規定されたエネルギーポテンシャルへの気体分子捕捉」ではなく、「疑似液相が作る柔軟なエネルギーポテンシャルへの気体分子の溶解」という新概念に基づく物質設計を行い、常温・常圧での大量気体吸着物質の創製のために、気体親和性の高いパーフルオロカーボンを有する配位子の合成とそれらを用いた新しい多孔性金属錯体の合成を行った。具体的にはまず配位子として①1,4-Bis(4-pyridyl)-2,5-diperfluorobenzene、②1,4-Dicarboxyl-2,5-diperfluorobenzene、③1,3-Dicarboxyl-5-perfluorobenzeneの合成を行った。さらにこれらと金属イオン（Zn(II)、Cu(II)）とを組み合わせて多孔性配位高分子の合成に成功した。その中でもCu(II)イオンと③1,3-Dicarboxyl-5-perfluorobenzeneと組み合わせて合成した多孔性配位高分子では多数の単結晶構造を得ることができた。その構造中には一次元細孔性のナノチャンネルを有しており、そのナノチャンネル中には配位子由来のパーフルオロカーボンが充填されていることを確認した。さらにこれらの多孔性配位高分子の吸着測定を行った結果、様々ガス分子を吸着することが明らかにした。また、吸着物性、特に吸着温度はパーフルオロカーボンの鎖長で変化する事を明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
25年度は物質合成に専念する計画であったが、化合物の合成が当初の予定より順調に進捗したため、吸着物性測定にまで着手することができた。さらに単に着手するだけでなく、パーフルオロカーボンの鎖長変化による吸着温度変化の観測という、本研究の目的を達成するうえで重要なデータを得ることができたため、本研究課題は当初計画以上に進捗しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた吸着物性を物質合成へとフィードバックしより、パーフルオロカーボンのナノ空間での運動状態が大きな物質の合成を行っていく。また、ナノ空間中でのパーフルオロカーボンの構造や運動状態を赤外分光測定やX線回折測定などのその場測定の手法を用いて明らかにしていく。さらに、様々なガス（酸素、窒素、水素、 二酸化炭素等）に関して吸着測定を行って吸着物性を評価する。また、吸着温度の向上を目指し、構造と吸着物性の関連性を明らかにしていく。
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